Как определить оптимальную толщину фундамента

Толщина фундамента играет ключевую роль в обеспечении устойчивости и долговечности здания. Она должна соответствовать нагрузкам, создаваемым конструкцией, а также учитывать особенности грунта и климатические условия. Неправильно рассчитанная толщина может привести к деформациям, трещинам и даже разрушению конструкции.

Кроме того, достаточная толщина фундамента способствует хорошей теплоизоляции, что особенно важно в регионах с холодным климатом. Она также защищает здание от подземных вод и других неблагоприятных факторов, тем самым увеличивая срок службы всего строения.

Какой толщины должна быть плита монолитного фундамента?

Плитный фундамент считается самым надежным и выбирается при строительстве домов на неустойчивых и подтапливаемых почвах. Этот тип оказывает минимальное воздействие на грунт и обеспечивает равномерное распределение всех весовых нагрузок. Технология заливки сама по себе простая, основной акцент делается на расчете параметров плиты, а именно: глубины заложения, высоты подушки, марки и толщины бетона, сечения арматуры, потребности в утеплении. Диапазон варьируется от 15 до 35 см, если расчетная величина отличается, то рассматриваются другие варианты основ.

1. Описание конструкции
2. Как рассчитать толщину фундамента?
3. Возведение монолитного основания по шагам

Особенности плитного фундамента

Представляет собой бетонный монолит с двумя рядами сетки из арматуры, размещаемый поверх утрамбованной песчаной подушки, в особо сложных случаях – усиленный ребрами жесткости снизу. Величина затрат на его строительство зависит от степени заглубленности основания: на устойчивых почвах оно практически сравнивается с землей и требует минимальных вложений и усилий. На плывущих грунтах или при необходимости организации подвального пространства на плитный фундамент уходит до 1/3 общестроительного бюджета, так как закладка проводится ниже уровня промерзания.

Существуют нормы, согласно которым слой армосетки размещается на расстоянии не менее 5 см от края плиты, 7 – между собой, минимальное сечение арматуры – 12 см. С учетом укладки двух прутьев в решетку итоговая толщина составляет 21,8 см. Но использовать его по умолчанию нельзя, точные параметры монолитного фундамента определяет расчет. Полученное значение сравнивают с рекомендуемым с учетом веса здания и геологических условий участка:

Толщина плиты для деревянного дома зависит от этажности, при использовании хорошо просушенных материалов их удельный вес не превышает 600 кг/м 3 , что в 2,5-3 меньше, чем у кирпича. Как следствие рекомендуемое значение составляет 30 см.

Последовательность расчета толщины будущей плиты

К исходным данным относят: все весовые нагрузки, включая снеговые, удельное давление на грунт для данного типа фундамента (справочная величина, зависит от типа почвы), площадь постройки. Вес самой монолитной плиты игнорируется благодаря ее размещению на песчаной подушке. Основные этапы расчета при этом:

• Анализ и грунта и определение оптимального удельного давления на фундамент.
• Расчет массы постройки. Суммируется вес стен (включая отделку и утеплитель), перекрытий, кровельных конструкций, мебели, снега на крыше зимой.
• Определение удельной нагрузки на грунт путем деления веса дома на площадь и сравнение ее с нормативным значением. Полученная разница умножается на размеры плитного фундамента, итоговое число соответствует его требуемой массе.
• Расчет оптимального объема (деление предыдущего значения на плотность бетона) и толщины монолита.
• Округление до ближайшей величины, кратной 5 (не важно в какую сторону).
• Перерасчет массы монолитного фундамента и сравнение его с рекомендуемой, расхождение не должно превышать ±25 %.

Следующим шагом является определение оптимальной глубины заложения и толщины подушки из щебня и песка, эти факторы напрямую зависят от типа почвы. Минимальная высота траншеи – 60 см, но такая закладка допустима лишь на устойчивых грунтах. Во всех остальных случаях плитный фундамент размещается на 60 см ниже уровня промерзания. Толщина засыпки зависит от веса постройки, минимум составляет:

• Для гаража – 25 см.
• Легких щитовых конструкций – 15 см.
• Фундамента для дома из бруса – 25-30 см.
• Для здания из кирпича и бетона – 50 см (из ни 20 – щебень, 30 – песок).

Этот слой обеспечивает равномерность распределения весовой нагрузки, на сложных почвах его увеличивают на 5 см как минимум.

Этапы строительства монолитного фундамента по шагам

Работы начинаются с анализа состояния грунта и расчета толщины самого основания и подушки под ним, после чего определяется требуемое количество стройматериалов. При возведении монолитной плиты рекомендуется придерживаться следующей схемы действий:

1. Разметка участка и земляные работы.

2. Настил геотекстильного полотна по дну и периметру стен выкопанного котлована.

3. Размещение дренажного отвода. Необязательный этап, выбирается при высоком уровне грунтовых вод. В этом случае по дну котлована прорывают неглубокие траншеи, закрываемые тем же геотекстилем, поверх которого прокладываются пластиковые трубы с отверстиями. После чего их засыпают щебнем и накрывают еще одним слоем сетки. Рекомендуемая схема расположения труб – поперек будущей монолитной плиты.

4. Организация подушки, первым засыпается и трамбуется щебень (на особо сложных грунтах – пропитанный битумом), после чего эту операцию повторяют с песком, для облегчения процесса уплотнения его слегка смачивают. На этом этапе задействуется вибротехника, достичь нужной плотности без оборудования непросто.

Важный нюанс: используется песок только крупных фракций, при превышении толщины подушки свыше 10 см он трамбуется послойно.

5. Прокладка коммуникаций согласно заранее составленной схемы (при необходимости). Этот этап проводится одновременно с предыдущим, водопроводные или канализационные трубы размещаются поверх прослойки из щебня. Сверление монолитной фундаментной плиты после застывания считается грубейшим нарушением технологии, важно продумать любые мелочи.

6. Выравнивание дна котлована тощим бетоном. Еще один необязательный, но рекомендуемый этап, выбираемый при риске подтапливания или смещения грунта. Толщина заливаемого слоя – в пределах 10 см.

7. Монтаж опалубочных конструкций, проверка разметки и отклонений по уровню.

8. Настил рулонной гидроизоляции с обязательным выпуском по краям около 1 м. Опытные строители используют не менее двух слоев, все стыки обрабатывают паяльником.

9. Утепление будущей монолитной плиты (рекомендуется) – укладка экструдированного пенополистирола по дну и бокам котлована с учетом отверстий для коммуникаций. Их толщина учитывается заранее, до начала монтажа опалубки.

10. Армирование – перевязка железных прутьев с минимальным сечением в 12 мм с помощью пластиковых хомутов или проволоки с интервалом от 20 до 30 см. Сетка размещается в два слоя, нижний связывается из более толстой и прочной арматуры. На этом этапе важно не повредить утеплитель (при наличии) или гидроизоляцию, поэтому под прутья размещают специальные пластиковые подпорки.

11. Заливка бетона. Этот этап проводится в один день, при большом объеме фундамента имеет смысл заказать готовый раствор. Допускается самостоятельное приготовление бетона с маркой прочности не ниже М300, но допустимый перерыв в процессе не превышает 12 часов. Бетон заливается, разравнивается и трамбуется исключительно послойно по всему периметру монолитной плиты.

Заполнение отдельными участками приводит к образованию трещин, этот фактор является еще одним доводом в пользу заводского раствора. Залитый бетон уплотняется глубинными вибраторами, в крайнем случае – вручную, после чего его поверхность разглаживается, выравнивается рейками и накрывается полиэтиленовой пленкой.

12. Выдержка монолитного фундамента – не менее 4 недель, с обязательным уходом за поверхностью (обрызгивании водой) в течении первых 7-10 дней.

13. Снятие опалубки, гидроизоляция боковых стен плиты, а именно – поднятие и крепление к стенам отложенных ранее рулонных стройматериалов.

Указанная технология строительства фундамента требует значительных вложений и трудозатрат, важно понимать, что все они будут бесполезны при выборе неправильной толщины плиты или глубины ее заложения. Такие этапы, как анализ состояния грунта, расчет параметров основания и непосредственно бетонирование однозначно стоит доверить специалистам. Данная пошаговая инструкция подходит для возведения плоской монолитной железобетонной плиты, при необходимости прокладки ребер жесткости процесс усложняется: подготавливаются специальные траншеи вдоль несущих стен с шагом не менее 3 м. Но их точные размеры и интервал определяет сложный инженерный расчет, в частном строительстве этот вариант используется редко.

Расчет толщины фундамента

Многие индивидуальные застройщики на этапе разработки фундамента для своего дома сталкиваются с проблемой расчета его параметров, в том числе и толщины основы постройки. И правда, какой должна быть толщина плиты, если мы выбираем плитный железобетонный фундамент? Какой толщины принимать ростверк ленточного или столбчато-ленточного основания? С этими, на первый взгляд, простыми вопросами мы и попытаемся разобраться в данной статье.

Экономия против безопасности

В одной из следующих статей мы приведем конкретный пример расчета фундамента, а пока определим решающие факторы, оказывающие влияние на выбор толщины основания для дома:

• фундамент должен эффективно воспринимать нагрузки от здания и деформации со стороны грунтового основания. Для этого необходимо задать такую толщину фундаментной конструкции, чтобы обеспечить гармоничную работу всех ее составляющих, например, арматуры и бетона;
• понятно, что толщину фундамента можно задать заведомо достаточной, обеспечивающей 500% надежности и более, но в условиях экономии строительных материалов такой подход многим покажется неразумным;
• получается, что должен сохраняться баланс между экономичным подходом и стремлением создать действительно надежный фундамент, который прослужит долгие годы, благодаря чему построенный на нем дом сохранит свою целостность

Расчет толщины плитного фундамента

Если вы решили возводить плитный фундамент, то вас наверняка волнует вопрос определения его толщины, отталкиваясь от которой можно проводить дальнейшие расчеты, например, расчет опалубки фундамента. Мы не будем приводить кучу формул, которые используют профессиональные строители – в этом нет необходимости.

При желании вы можете воспользоваться одной из многих специальных программ, которые предназначены для проведения расчетов фундамента, в том числе и плитного. Обычно толщину плиты принимают исходя из общих нагрузок от дома и характера грунта на стройплощадке. При этом отталкиваются от того, что между двумя сетками арматуры необходимо выдержать не менее 70 мм.

Добавим к этому толщину защитного слоя в 50 мм, а также толщину продольной и поперечной арматуры (для прутков диаметром 12 мм), получим, что толщина плиты должна быть: 70+2×50+12×4=218 мм. Но это в нашем случае. Обычно толщину плиты принимают равной 200, 250, 300 мм. Тут многое зависит от состава грунта и равномерного залегания пород. 250 мм – оптимальное значение, с неплохим запасом.

Расчет толщины ростверка

Что есть толщина фундамента для ленточного основания? Ведь может подразумеваться ширина ленты (вид сверху), либо ее глубина (в разрезе фундамента). Очевидно, что глубина ленты принимается исходя из условий строительства: при заглублении ниже ГПГ – она одна, для мелкозаглубленного – другая. Как правило, в последнем случае ее принимают равной 500-600 мм, но для легких сооружений, например, небольшой бани, можно принять меньше – 250-300 мм. Что касается ширины ленты, то она должна быть на 100 мм больше толщины возводимых на фундаменте стен.

Какой должна быть толщина столбов для свайного фундамента

Толщина столбов принимается исходя из расчетных значений требуемой площади подошвы основания. Но при этом она не должна быть меньше 100 мм. Это, что касается буронабивных и свайных оснований. Если планируется ставить дом на столбы из сборных строительных материалов или из железобетона, то толщина опор в этом случае принимается также исходя из расчетного значения площади основания, но не менее 400 мм ввиду того, что такие столбы обычно «закапывают» на незначительную глубину и есть риск их смещения/заваливания.

Напоследок

Переживаете о том, что ваш фундамент продавится или деформируется еще каким-то немыслимым образом? Тогда ступайте со всеми расчетами к опытному строителю. Либо можно освоить программы для расчета, благо оных не так-то и мало.

Расчет плитного фундамента для дома из газобетона

Вместо крупного заполнителя в теле ячеистого бетона присутствует система равномерно распределённых воздушных пор, что и является причиной его отменно низкой теплопроводности. Для жилого дома это очень хорошо, так как стены получаются более тёплыми. Однако прочность у низкоплотного камня всегда ниже, кладка из него хуже противостоит пространственному смещению, сжимающим и изгибающим нагрузкам, поэтому основание под такую кладку должно быть максимально статичным и жёстким.

Лучше всего с этой задачей справляется монолитная плита фундамента. Рассмотрим, как определяется её толщина для дома из газобетона, и из каких этапов состоит заливка.

Технические характеристики монолитной плиты

Плитный фундамент представляет собой сплошной монолит под всем зданием, площадь которого или соответствует его размерам по осям, или увеличена на толщину облицовки цоколя или стен, если они возводятся непосредственно на плите.

• Большая площадь опоры делает такой фундамент наиболее устойчивым – во всяком случае, при строительстве на ровной местности, не имеющей проблем с сейсмической стабильностью. Тем не менее, плита под дом из газобетона, как и любой другой фундамент, должна быть грамотно спроектирована.
• Этот процесс заключается в составлении схемы воздействия и расчёте нагрузок, способных повлечь крен или излом основания. Суммарные нагрузки и берутся за основу при определении толщины плиты фундамента.
• Так как плита ещё и армируется, нужно не только просчитать внешние габариты монолита, но и составить схему его каркаса. Армирование может быть как равномерно распределённым, так и усиленным локально в местах наибольших нагрузок — тут уже всё зависит от габаритов и конфигурации здания и конкретных условий строительства.

Рекомендуем к прочтению

Характеристика домов из газобетона. Разновидности домов. Проекты домов из газобетона 9х9. Одноэтажного. С цоколем.

С мансардой. С мансардой и цоколем и многое другое

• В основном локализация армирования фундаментной плиты под дом из газобетона осуществляется при проектировании плиты с направленными вниз ребрами. Это даёт возможность уменьшить толщину горизонтальной части – а значит, и снизить расход бетона. Но получить такую экономию даст возможность только профессиональный подход к проектированию.
• При беспроектном строительстве приходится всё делать с запасом прочности, поэтому чаще всего застройщики формируют обычную плоскую плиту с равномерно распределённым армированием. Толщина плиты под дом из газобетона будет зависеть от его габаритов и этажности, именно эти нагрузки и составляют общий вес здания. Так как локальных усилений в такой плите нет, её общий каркас должен максимально обеспечивать плите сопротивление продавливанию.
• Лучше распределять нагрузки и сохранять устойчивость при естественных подвижках грунта, помогает жёсткий подстилающий слой — бетонная подготовка. Это плита толщиной 7-10 мм из низкомарочного бетона, которая является основанием для устройства наплавной гидроизоляции и защищает её от повреждений.
• В масштабном строительстве подбетонка — обязательный элемент подготовки основания к заливке фундамента. При строительстве малоэтажных зданий допускается заменять её профилированной гидроизоляционной мембраной, достаточно прочной, чтобы обойтись без защиты. Её можно укладывать непосредственно на утрамбованный песчаный слой. Защитный ковёр набирается из укладываемых внахлёст полотен, проклеиваемых в швах специальной лентой, и получается вполне герметичным.

Фундамент плита под дом из газобетона, если в нём не предусмотрен цокольный этаж, строится в незаглублённом варианте. То есть, в грунт закладываются только подстилающие слои, а сама плита находится на поверхности. Надёжность плитного основания от этого нисколько не страдает – даже наоборот, ему не приходится противостоять воздействию боковых сил пучения. Снизу от них плита защищена насыпным непучинистым грунтом, а иногда ещё и слоем теплоизоляционного материала – экструдированного пенополистирола.

Вот основные технические характеристики плиты под одноэтажный дом из газобетона:

1. Грунт – любой, в том числе просадочный.
2. Рельеф – ровный. Если уклон, то незначительный. При больших перепадах плиту пришлось бы заливать в ступенчатом варианте, а это технически сложно и дорого.
3. Толщина стен – любая.
4. Класс применяемого бетона по прочности – В22,5.
5. Марка бетона для плитного фундамента по водопроницаемости — W6.
6. Марка пластичности П4.
7. Минимальная толщина плоской плиты для дома 300 мм.
8. Арматурный каркас – объёмный, из стержней AIII d-12 с шагом 200х200 мм.
9. Гидроизоляция – в зависимости от наличия подбетонки (наплавная или мембранная).

Какие параметры влияют на расчет плиты

Толщина плитного фундамента для дома из газобетона определяется путём сопоставления суммарных нагрузок на грунт с его расчётным сопротивлением. Для этого нужно точно знать две вещи: каким будет конструктив дома вплоть до крыши, и какой тип грунта залегает на участке, что даст возможность воспользоваться предлагаемым СНиП нормативным сопротивлением.

Чтобы произвести наглядный расчет плитного фундамента, возьмём для примера такие данные:

• Дом 1 этаж, размер 9*8 м.
• Стены – газоблок D500 толщиной 400 мм, общая площадь 159 м2 (63,6 м3).
• Перегородки – газоблок D600 толщиной 100 мм, общая площадь 96 м2 (9,6 м3).
• Цокольное и чердачное перекрытие балочное, общая площадь 2*72 = 144 м2.
• Кровля двухскатная, угол наклона 35 градусов, площадь 88 м2. Покрытие из мягкой черепицы.
• Снеговая нагрузка по III категории, 180 кгс/м2.
• Грунт на участке – мелкий песок (расчётное сопротивление 0,24 кг/см2).

Примеры расчета суммарных нагрузок

Суть расчёта заключается в том, что нужно все, воздействующие на фундамент нагрузки, суммировать. При этом объёмный вес материала каждой конструкции (или суммы материалов, если она многослойная) можно найти в нормативах. К постоянным нагрузкам добавляется полезная (от мебели и веса людей), и временная (снеговая). Каждое значение умножается на свой коэффициент надёжности, все КН приведены в стандарте 27751-2014.